Python语音情感识别毕设项目：LSTM与GRU实现教程+文档

本项目是关于使用深度学习技术进行语音情感识别的研究。具体来说，该项目运用了LSTM（长短期记忆网络）、GRU（门控循环单元）以及注意力机制（Attention Mechanism），结合Python编程语言实现了对Casia情感数据库中语音样本的情感分类。 知识点详解： 1. LSTM（长短期记忆网络）： LSTM是一种特殊类型的循环神经网络（RNN），能够学习长期依赖信息。它通过引入三个门（遗忘门、输入门和输出门）来控制信息的流动，非常适合处理和预测时间序列数据中的重要事件，特别是语音信号这类具有时间序列特征的数据。 2. GRU（门控循环单元）： GRU是LSTM的一个变种，它简化了LSTM的结构，将忘记门和输入门合并为一个“更新门”，同时合并了单元状态和隐藏状态。GRU具有更少的参数，因此训练速度更快，但它仍然能够捕捉长距离的时序依赖关系。 3. 注意力机制（Attention Mechanism）： 注意力机制来源于自然语言处理领域，其允许模型在处理输入序列时能够动态地聚焦于序列中的某些部分。在语音情感识别任务中，注意力机制可以帮助模型更加关注那些对于情感分类尤为重要的语音片段。 4. Python语音情感识别代码： 项目中实现了Python代码，用于构建基于深度学习的语音情感识别系统。代码包括数据预处理、模型构建、训练和测试等步骤，并且包含注释，适合新手理解。 5. Casia情感数据库： Casia情感数据库是用于语音情感识别研究的数据集，其中包含了按照情感类型分类的语音数据。由于版权和保密问题，Casia全库并不包含在本项目的下载资源中。 6. 训练过程记录（Logs）与模型（Model）： Logs文件夹用于记录训练过程中的各种指标，如准确率、损失等，便于通过TensorBoard等工具进行可视化分析。Model文件夹则用于存放训练过程中产生的最佳模型参数。 7. 特征提取（Feature Extraction）： Feature文件夹存放了使用特定库提取的语音特征。项目中使用了python_speech_features和librosa这两个Python库进行特征提取。python_speech_features库用于提取MFCC（梅尔频率倒谱系数）等特征，而librosa库则提供了丰富的音频处理功能，可以提取更多的音频特征，如频谱特征、音高等。 8. attention_LSTM.py文件： 该文件实现了注意力层，这是项目中用于增强LSTM模型性能的组件。通过注意力层，模型可以更专注于对情感识别有用的特征。 9. Predict_epoch.py文件： 该文件实现了一个Keras回调函数，在每个训练周期结束时计算分类结果。该文件还负责记录并统计在验证集上得到的最佳结果时的混淆矩阵。 10. analysis.py文件： analysis.py文件用于对注意力层学习到的特征和LSTM层学习到的特征进行可视化，以便研究人员能够理解模型的学习过程和特点。 11. Test_gru, test_lstm, Bilstm, BiGRU文件夹： 这四个文件夹分别使用了四种不同的模型架构（GRU、LSTM、双向LSTM、双向GRU）来实现语音情感识别。这些模型文件夹中包含了对应架构的代码实现，以及用于模型训练和测试的脚本。 12. get_feature脚本： 该脚本负责批量获取特征数据，可能是用于准备训练模型所需的数据集，包括从原始语音数据中提取特征并将其格式化为模型训练所需的输入格式。 整体来看，该毕设项目综合了深度学习中的多个先进技术和模型，构建了一个针对语音情感识别的高效系统。对于学习语音信号处理、深度学习以及情感分析的个人来说，这是一份非常有参考价值的资源。